1、1物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)及其應(yīng)用案例物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。 其英文名稱是“The Internet of things 由此，顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有 兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ) 上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物 品之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器 等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以 實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后， 世界

2、信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮， 代表著當(dāng)前和今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。從一般的計(jì)算機(jī)網(wǎng)到互聯(lián)網(wǎng)，從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)，信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)從人與人之間的溝通 發(fā)展到人與物、物與物之間的溝通，功能和作用日益強(qiáng)大，對(duì)社會(huì)的影 響也越發(fā)深遠(yuǎn)。物聯(lián)網(wǎng)不但是我國(guó)爭(zhēng)奪國(guó)際經(jīng)濟(jì)科技制高點(diǎn)， 實(shí)現(xiàn)“建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家” 戰(zhàn)略性目標(biāo)的重要抓手，也對(duì)國(guó)家轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、促進(jìn)社會(huì)轉(zhuǎn)型和 產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有重大意義。尤其在溫家寶總理2009年做出加快物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要指示后，物聯(lián)網(wǎng)更是普遍受到了社會(huì)各界的高度重視。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將幫助我們實(shí)現(xiàn)社會(huì)生產(chǎn)生活中信息感知能力、信息互通性和智能決策能力的全面提升，具有廣闊的行業(yè)應(yīng)用需求，但整

3、體來(lái) 看，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于起步階段，技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品等諸要素 有待成熟，尤其重要的是，由于不同行業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面的實(shí)際需求、 技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用條件都有較大差別，物聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)并不明晰， 存在著雙向的信息不對(duì)稱，即一方面，潛在客戶對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的功能和 作用認(rèn)識(shí)不足，而另一方面，物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)又普遍對(duì)客戶的實(shí)際需求缺乏 了解。這使領(lǐng)域中出現(xiàn)了概念炒作多、應(yīng)用推進(jìn)少，新瓶裝舊酒多、技 術(shù)突破少的現(xiàn)狀，與國(guó)家推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略思路是不相符的， 而尋找到符合各行業(yè)需求的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，既是推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)發(fā)展的關(guān)鍵，也是中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)目前必須解決的問(wèn)題。目前物聯(lián)網(wǎng)已成為IT業(yè)界的新興領(lǐng)域，引發(fā)

4、了相當(dāng)熱烈的研究和探 討。不同的視角對(duì)物聯(lián)網(wǎng)概念的看法不同，所涉及的關(guān)鍵技術(shù)也不相同。 可以確定的是，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涵蓋了從信息獲取、傳輸、存儲(chǔ)、處理直至應(yīng)用的全過(guò)程，這需要在材料、器件、軟件、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)等各個(gè)方面都 有所創(chuàng)新才能促進(jìn)其發(fā)展。國(guó)際電信聯(lián)盟報(bào)告提出1,物聯(lián)網(wǎng)主要需要四項(xiàng)關(guān)鍵性應(yīng)用技術(shù)：標(biāo)簽物品的 RFID技術(shù)；感知事物的傳感 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（Sensortechnologies ）;思考事物的智能技術(shù) （Smarttechnologies ）;微縮事物的納米技術(shù)（ Nanotechnology）。顯然這是側(cè)重了物聯(lián)網(wǎng)的末梢網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。歐盟物聯(lián)網(wǎng)研究路線圖將 物聯(lián)網(wǎng)研究劃分為了十個(gè)層面： 感知

5、，ID發(fā)布機(jī)制與識(shí)別；物聯(lián)網(wǎng) 宏觀架構(gòu)；通信（OSI物理與數(shù)據(jù)鏈路層）；組網(wǎng)（OSI網(wǎng)層）； 軟件平臺(tái)、中間件（OSI網(wǎng)絡(luò)層以上）；硬件；情報(bào)提煉；搜索引 擎；能源管理；安全。當(dāng)然這些都是物聯(lián)網(wǎng)研究的內(nèi)容，而對(duì)于實(shí) 現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)而言略顯重點(diǎn)不夠突出。本文針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵，分析研究實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)，譬如 感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與智能技術(shù)，以及云計(jì)算等。1感知技術(shù)感知技術(shù)也可以稱為信息采集技術(shù)，它是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。目 前，信息采集主要采用電子標(biāo)簽和傳感器等方式完成。1.1電子標(biāo)簽在感知技術(shù)中，電子標(biāo)簽用于對(duì)采集的信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)識(shí)，數(shù)據(jù)采集 和設(shè)備控制通過(guò)射頻識(shí)別讀寫(xiě)器、二維碼識(shí)

6、讀器等實(shí)現(xiàn)。射頻識(shí)別（RFID） 是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，屬于近程通信，與之相關(guān)的技術(shù)還有 藍(lán)牙技術(shù)等。RFID通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別過(guò)程無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn) 動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽， 操作快捷方便。RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通 信等技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。RFID電子標(biāo)簽是近幾年發(fā)展起來(lái)的新型產(chǎn)品， 也是替代條形碼走進(jìn)物聯(lián) 網(wǎng)時(shí)代的關(guān)鍵技術(shù)之一。所謂 RFID電子標(biāo)簽就是一種把天線和IC封裝到塑料基片上的新型無(wú)源電子卡片，具有數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)量大、無(wú)線無(wú)源、小巧輕便、使用壽命長(zhǎng)、防水、防磁和安全防 偽等

7、特點(diǎn)。RFID讀寫(xiě)器（即PCEM）和電子標(biāo)簽（即PICC卡）之間通過(guò)電磁場(chǎng)感應(yīng)進(jìn)行能量、時(shí)序和數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。在RFID 讀寫(xiě)器天線的可識(shí)別范圍內(nèi)，可能會(huì)同時(shí)出現(xiàn)多張PICC卡。如何準(zhǔn)確識(shí)別每張卡，是A型PICC卡的防碰撞（也 叫防沖突）技術(shù)要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。傳感器傳感器是機(jī)器感知物質(zhì)世界的“感覺(jué)器官”，用來(lái)感知信息采集點(diǎn)的環(huán) 境參數(shù)；它可以感知熱、力、光、電、聲、位移等信號(hào)，為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) 的處理、傳輸、分析和反饋提供最原始的信息。隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的傳感器正逐步實(shí)現(xiàn)微型化、 智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化；同時(shí)， 我們也正經(jīng)歷著一個(gè)從傳統(tǒng)傳感器到智能傳感器再到嵌入式Webt感器不斷發(fā)展的過(guò)

8、程。目前，市場(chǎng)上已經(jīng)有大量門(mén)類(lèi)齊全且技術(shù)成熟的傳感 器產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究*劉化君（南京工程學(xué)院，江蘇南京211167）摘 要：針對(duì)近年來(lái)人們廣泛關(guān)注的物聯(lián)網(wǎng)，分析討論了制約物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展應(yīng) 用的關(guān)鍵技術(shù)，包括感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與智能技術(shù)， 以及云計(jì)算等。這些技術(shù)將對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用乃至人類(lèi)生活、工業(yè) 發(fā)展、科技進(jìn)步起到至關(guān)重要的促進(jìn)作用。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；傳感網(wǎng)； 數(shù)據(jù)融合?；痦?xiàng)目：先進(jìn)數(shù)控技術(shù)江蘇省高校重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基 金項(xiàng)目（KXJ07117） 4計(jì)算機(jī)時(shí)代2010年第7期品可供選擇。2網(wǎng)絡(luò) 通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器到機(jī)器、人到機(jī)器和機(jī)器到人的信息傳輸中， 有多種通信技術(shù)可

9、供選擇，他們主要分為有線（如 DSL PON等）和無(wú) 線（如 CDMA GPRS IEEE802.11a/b/gWLAN等）兩大類(lèi)技術(shù)，這些技術(shù)均已相對(duì)成熟。在物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)中，格外重 要的是無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)。無(wú)線傳感網(wǎng)主要技術(shù)無(wú)線傳感網(wǎng)（WSN是集分布式信息采集、傳輸和處理技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò) 信息系統(tǒng)，以其低成本、微型化、低功耗和靈活的組網(wǎng)方式、鋪設(shè)方式 以及適合移動(dòng)目標(biāo)等特點(diǎn)受到廣泛重視。物聯(lián)網(wǎng)正是通過(guò)遍布在各個(gè)角 落和物體上的形形色色的傳感器以及由它們組成的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，來(lái)感知整個(gè)物質(zhì)世界的。目前，面向物聯(lián)網(wǎng)的傳感網(wǎng)，主要涉及以下幾項(xiàng)技 術(shù)。測(cè)試及網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控技術(shù)。綜合傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算機(jī)技

10、術(shù)、分布 式信息處理技術(shù)等，協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象 的信息，并對(duì)其進(jìn)行處理、傳輸。只有依靠先進(jìn)的分布式測(cè)試技術(shù)與測(cè) 量算法，才能滿足日益提高的測(cè)試和測(cè)量需求。智能化傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)技術(shù)。所謂傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)是指一個(gè)微型化的嵌入式系 統(tǒng)。在感知物質(zhì)世界及其變化的過(guò)程中，需要檢測(cè)的對(duì)象很多，譬如溫 度、壓力、濕度、應(yīng)變等，因此需要微型化、低功耗的傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)來(lái)構(gòu) 成無(wú)線傳感網(wǎng)的基礎(chǔ)層支持平臺(tái)。這不但需要采用MEM卷口工技術(shù)，設(shè)計(jì)符合物聯(lián)網(wǎng)要求的微型傳感器，使之可識(shí)別和配接多種敏感元件，并 適用于主被動(dòng)各種檢測(cè)方法；另外，傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)還應(yīng)具有強(qiáng)抗干擾能力， 以適應(yīng)惡劣工作環(huán)境的需求。這里重要的

11、是，利用傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)具有的局 域信號(hào)處理功能，在傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)附近局部完成一定的信號(hào)處理，使原來(lái) 由中央處理器實(shí)現(xiàn)的串行處理、集中決策的系統(tǒng)，成為一種并行的分布式信息處理系統(tǒng)。傳感網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)及底層協(xié)議。 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議分層以及網(wǎng) 絡(luò)協(xié)議的集合，是對(duì)網(wǎng)絡(luò)及其部件所應(yīng)完成功能的定義和描述。對(duì)傳感 網(wǎng)而言，其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于物 聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，已經(jīng)提出了多種參考模型 2。就傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)而 言，也可以由分層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、傳感網(wǎng)管理以及應(yīng)用支撐技術(shù)三個(gè) 部分組成。其中，分層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議結(jié)構(gòu)類(lèi)似于TCP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu)；傳感網(wǎng)管理技術(shù)主要是對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)自身的管

12、理以及用戶對(duì)傳感網(wǎng) 的管理；分層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)是傳感網(wǎng)應(yīng)用支撐技術(shù)的基礎(chǔ)。對(duì)傳感網(wǎng)自身的檢測(cè)與自組織。 傳感網(wǎng)是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的底層和信息來(lái) 源，網(wǎng)絡(luò)自身的完整性、完好性和效率等性能至關(guān)重要，因此，需要對(duì) 傳感網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)及信號(hào)傳輸通暢性進(jìn)行良好監(jiān)測(cè)，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的有效控制。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，傳感網(wǎng)中存在大量傳感器節(jié)點(diǎn)，密度較高, 當(dāng)某一傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有可能會(huì)發(fā)生變化，因此, 設(shè)計(jì)傳感網(wǎng)時(shí)應(yīng)考慮傳感網(wǎng)的自組織能力、自動(dòng)配置能力及可擴(kuò)展能 力。傳感網(wǎng)安全。傳感網(wǎng)除了具有一般無(wú)線網(wǎng)絡(luò)所面臨的信息泄露、 信息篡改、重放攻擊、拒絕服務(wù)等多種威脅之外，還面臨傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)容 易被攻擊者物

13、理操縱，獲取存儲(chǔ)在傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中的信息，從而控制部分 網(wǎng)絡(luò)的安全威脅。這顯然需要通過(guò)其他的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)來(lái)提高傳感網(wǎng)的 安全性能。如在通信前進(jìn)行節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)的身份認(rèn)證；設(shè)計(jì)新的密鑰協(xié)商 算法，使得即使有一小部分節(jié)點(diǎn)被惡意控制，攻擊者也不能或很難從獲 取的節(jié)點(diǎn)信息推導(dǎo)出其他節(jié)點(diǎn)的密鑰信息；對(duì)傳輸信息加密解決竊聽(tīng)問(wèn)題；保證網(wǎng)絡(luò)中的傳感信息只有可信實(shí)體才可以訪問(wèn)；采用一些跳頻和 擴(kuò)頻技術(shù)減輕網(wǎng)絡(luò)堵塞等問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)的部分網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)根據(jù)目前物聯(lián)網(wǎng)所涵蓋的概念，其工作范圍可以分成兩大塊：一塊是體 積小、能量低、存儲(chǔ)容量小、運(yùn)算能力弱的智能小物體的互聯(lián)，即傳感 網(wǎng)；另一塊是沒(méi)有上述約束的智能終端的互聯(lián)，如智能家

14、電、視頻監(jiān)控 等。對(duì)于智能小物體網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)目前有兩項(xiàng)：一是基于 ZigBee聯(lián)盟開(kāi)發(fā)的ZigBee協(xié)議進(jìn)行傳感器節(jié)點(diǎn)或者其他智能物體的互 聯(lián)；另一技術(shù)是IPSO聯(lián)盟所倡導(dǎo)的通過(guò)IP實(shí)現(xiàn)傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或者其他智 能物體的互聯(lián)。ZigBee技術(shù)。ZigBee技術(shù)是基于底層IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，用于短距 離范圍、低傳輸數(shù)據(jù)速率的各種電子設(shè)備之間的無(wú)線通信技術(shù)，它定義 了網(wǎng)絡(luò)/安全層和應(yīng)用層。ZigBee技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，技術(shù)體系已相對(duì)成熟，并已形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。在標(biāo)準(zhǔn)方面，已發(fā)布 ZigBee技 術(shù)的第3個(gè)版本V1.2;對(duì)于芯片，已能夠規(guī)模生產(chǎn)基于IEEE802.15.4 的網(wǎng)絡(luò)

15、射頻芯片和新一代的 ZigBee射頻芯片（將單片機(jī)和射頻芯片整 合在一起）；在應(yīng)用方面，ZigBee技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、精確農(nóng)業(yè)、 家庭和樓宇自動(dòng)化、醫(yī)學(xué)、消費(fèi)和家用自動(dòng)化、道路指示/安全行路等眾多領(lǐng)域。與IPv6相關(guān)聯(lián)的技術(shù)。若將物聯(lián)網(wǎng)建立在數(shù)據(jù)分組交換技術(shù)基礎(chǔ)之 上，則將采用數(shù)據(jù)分組網(wǎng)即IP網(wǎng)作為承載網(wǎng)。IPv6作為下一代IP網(wǎng)絡(luò) 協(xié)議，具有豐富的地址資源，能夠支持動(dòng)態(tài)路由機(jī)制，可以滿足物聯(lián)網(wǎng) 對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信在地址、網(wǎng)絡(luò)自組織以及擴(kuò)展性方面的要求。但是，由于IPv6 協(xié)議棧過(guò)于龐大復(fù)雜，不能直接應(yīng)用到傳感器設(shè)備中，需要對(duì) IPv6協(xié) 議棧和路由機(jī)制作相應(yīng)的精簡(jiǎn)，才能滿足低功耗、低存儲(chǔ)容量和低

16、傳送 速率的要求。目前有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織進(jìn)行相關(guān)研究，IPSO聯(lián)盟于2008年10月，已發(fā)布了一種最小的IPv6協(xié)議棧IPv6。 3數(shù)據(jù)融合與智能技 術(shù)物聯(lián)網(wǎng)是由大量傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的，在信息感知的過(guò)程中，采用各個(gè) 節(jié)點(diǎn)單獨(dú)傳輸數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點(diǎn)的方法是不可行的。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)存在大量冗余信息，會(huì)浪費(fèi)大量的通信帶寬和寶貴的能量資源。此外，還會(huì)降低信 息的收集效率，影響信息采集的及時(shí)性，所以需要采用數(shù)據(jù)融合與智能 技術(shù)進(jìn)行處理。分布式數(shù)據(jù)融合所謂數(shù)據(jù)融合是指將多種數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行處理，組合出高效且符合用戶 需求的數(shù)據(jù)的過(guò)程。在傳感網(wǎng)應(yīng)用中，多數(shù)情況只關(guān)心監(jiān)測(cè)結(jié)果，并不 需要收集大量原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)融合是處理該類(lèi)問(wèn)題

17、的有效手段。例如， 借助數(shù)據(jù)稀疏性理論在圖像處, 5ComputerEraNo.72010理中的應(yīng)用，可 將其引入傳感網(wǎng)用于數(shù)據(jù)壓縮，以改善數(shù)據(jù)融合效果。分布式數(shù)據(jù)融合 技術(shù)需要人工智能理論的支撐，包括智能信息獲取的形式化方法、海量 信息處理的理論和方法、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下信息的開(kāi)發(fā)與利用方法，以及計(jì)算 機(jī)基礎(chǔ)理論。同時(shí)，還需掌握智能信號(hào)處理技術(shù)，如信息特征識(shí)別和數(shù) 據(jù)融合、物理信號(hào)處理與識(shí)別等。3.2海量信息智能分析與控制海量信息智能分析與控制是指依托先進(jìn)的軟件工程技術(shù)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的各種信息進(jìn)行海量存儲(chǔ)與快速處理， 并將處理結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給物聯(lián)網(wǎng)的各 種“控制”部件。智能技術(shù)是為了有效地達(dá)到某種預(yù)期的目

18、的，利用知 分析后所采用的各種方法和手段。通過(guò)在物體中植入智能系統(tǒng)，可以使 得物體具備一定的智能性，能夠主動(dòng)或被動(dòng)的實(shí)現(xiàn)與用戶的溝通，這也是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。智能分析與控制技術(shù)主要包括人工智能理論、先進(jìn)的人-機(jī)交互技術(shù)、智能控制技術(shù)與系統(tǒng)等。物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)是 給物體賦予智能，以實(shí)現(xiàn)人與物體的交互對(duì)話，甚至實(shí)現(xiàn)物體與物體之 間的交互或?qū)υ?。為了?shí)現(xiàn)這樣的智能性，例如，控制智能服務(wù)機(jī)器人 完成既定任務(wù)包括運(yùn)動(dòng)軌跡控制、確的定位及目標(biāo)跟蹤等，需要智控制 技術(shù)與系統(tǒng)。4云計(jì)算隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代信息與數(shù)據(jù)的快速增長(zhǎng)，有大規(guī) 模、海量的數(shù)據(jù)需要處理。當(dāng)數(shù)據(jù)計(jì)算量超出自身IT架構(gòu)的計(jì)算能力時(shí)，一般是通過(guò)加大系

19、統(tǒng)硬件投入來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。另外，由于 傳統(tǒng)并行編程模型應(yīng)用的局限性，客觀上還需要一種易學(xué)習(xí)、使用、部 署的并行編程框架來(lái)處理海量數(shù)據(jù)。 為了節(jié)省成本和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可擴(kuò)放 性，云計(jì)算的概念因此應(yīng)運(yùn)而生3。云計(jì)算最基本的概念是通過(guò)網(wǎng)絡(luò) 將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)處理。通過(guò)云計(jì)算技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在 數(shù)秒之內(nèi)，處理數(shù)以千萬(wàn)計(jì)甚至億計(jì)的信息，提供與超級(jí)計(jì)算機(jī)同樣強(qiáng) 大效能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。云計(jì)算作為一種能夠滿足海量數(shù)據(jù)處理需求的計(jì)算 模型，將成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基石。之所以說(shuō)云計(jì)算是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基石， 一是因?yàn)樵朴?jì)算具有超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)能力，

20、二是因物聯(lián)網(wǎng)無(wú)處不在的信息采集活動(dòng)，需要大范圍的支撐平臺(tái)以滿足其大規(guī)模的需求。實(shí) 現(xiàn)云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)是虛擬化技術(shù)。通過(guò)虛擬化技術(shù)，單個(gè)服務(wù)器可以 支持多個(gè)虛擬機(jī)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，從而提高服務(wù)器的利用率。虛擬機(jī) 技術(shù)的核心是Hypervisor（虛擬機(jī)監(jiān)控程序）。Hypervisor在虛擬機(jī)和 底層硬件之間建立一個(gè)抽象層，它可以攔截操作系統(tǒng)對(duì)硬件的調(diào)用，為 駐留在其上的操作系統(tǒng)提供虛擬的 CPj口內(nèi)存。實(shí)現(xiàn)云計(jì)算系統(tǒng)目前還 面臨著諸多挑戰(zhàn)，現(xiàn)有云計(jì)算系統(tǒng)的部署相對(duì)分散，各自內(nèi)部能夠?qū)崿F(xiàn) VM的自動(dòng)分配、管理和容錯(cuò)等，云計(jì)算系統(tǒng)之間的交互還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo) 準(zhǔn)。關(guān)于云計(jì)算系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作還存在一系列亟

21、待解決的問(wèn)題，需要 更進(jìn)一步的深入研究。然而，云計(jì)算一經(jīng)提出便受到了產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界 的廣泛關(guān)注。目前，國(guó)外已經(jīng)有多個(gè)云計(jì)算的科學(xué)研究項(xiàng)目，比較有名 的是ScientificCloud 和OpenNebula項(xiàng)目。產(chǎn)業(yè)界也在投入巨資部署 各自的云計(jì)算系統(tǒng)，參與者主要有 Google、舊M、Microsoft、Amazon 等。國(guó)內(nèi)關(guān)于云計(jì)算的研究也已起步，并在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)虛擬化基礎(chǔ)理論 與方法研究方面取得了階段性成果。5結(jié)束語(yǔ)根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵可知， 要真正實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)需要感知、傳輸、控制及智能等多項(xiàng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的 研究將帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈或者說(shuō)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的共同發(fā)展。信息感知技術(shù)、 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)融合

22、與智能技術(shù)、云計(jì)算等技術(shù)的研究與應(yīng)用，將直接影響物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用，只有綜合研究解決了這些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn) 題，物聯(lián)網(wǎng)才能得到快速推廣，造福于人類(lèi)社會(huì)，實(shí)現(xiàn)智慧地球的美好 愿望。同時(shí)，也能明顯提高該模型的準(zhǔn)確率和覆蓋率。然而用戶在Web空間的瀏覽過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程， 如何有效地把握用戶的興趣遷 移，更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)其瀏覽過(guò)程仍將是今后研究的重點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)特性主要體現(xiàn)在其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，目前綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān) 控、公共安全、城市管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能家居、智能交通和環(huán)境監(jiān)測(cè) 等各個(gè)行業(yè)均有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的嘗試，某些行業(yè)已經(jīng)積累一些成功的案 例。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例之研華科技節(jié)能及電力監(jiān)控系統(tǒng)助力大學(xué)實(shí)現(xiàn)智能電 力

23、管理臺(tái)灣的一所大學(xué)正在經(jīng)歷戲劇性的用電量增加，主要是因?yàn)樾@里越來(lái)越多的校舍和學(xué)生人數(shù)。旨在分析其功率消耗，提高他們52個(gè)建筑物的能源效率，這個(gè)大學(xué)要建立一個(gè)采用基于網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件的能源管 理系統(tǒng)?？紤]到這些目標(biāo)，他們采用了研華科技提供節(jié)省能源的方案。 可謂一則非常好的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例。他們要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)縱橫52座校園建筑物的能源管理系統(tǒng) ，以監(jiān)察和 改善功耗管理，保證高效的能源使用。這種能力可以監(jiān)測(cè)每一棟建筑內(nèi) 的實(shí)時(shí)能耗，還可以預(yù)測(cè)電力需求，調(diào)整電力消耗，并改善電源管理。 利用其網(wǎng)絡(luò)的功能優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)建一個(gè)能耗調(diào)查系統(tǒng)和一個(gè)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)， 用以顯示在每個(gè)建筑內(nèi)的用電情況，以在整個(gè)校園內(nèi)推動(dòng)和倡導(dǎo)節(jié)能

24、。電源監(jiān)控計(jì)算機(jī)工作站使用webaccess中人機(jī)界面收集數(shù)據(jù)并顯示 狀態(tài)，這個(gè)系統(tǒng)用于分析和比較數(shù)據(jù)，然后采取適當(dāng)措施，以減少電力 消耗和節(jié)約能源。為了確保沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，bemg-4110數(shù)據(jù)采集器被連接到數(shù)字萬(wàn)用表，這樣，數(shù)據(jù)就可以臨時(shí)存儲(chǔ)在本地計(jì) 算機(jī)上，并在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)上傳，以確保數(shù)據(jù)的完整性。這所大學(xué)使用 webaccess和bemg-411嗷據(jù)采集器來(lái)創(chuàng)建基于 web的電力監(jiān)控管理系 統(tǒng)。它不僅有助于大學(xué)的工作人員和學(xué)生節(jié)約能源，而且還促進(jìn)了節(jié)能和高效用能概念的推廣。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例之朝陽(yáng)物聯(lián)網(wǎng)示范園 試點(diǎn)無(wú)人駕公交朝陽(yáng)區(qū)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例朝陽(yáng)區(qū)將修建一座占地 4平方公里的物

25、聯(lián)網(wǎng) 應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)業(yè)園。無(wú)人駕駛節(jié)能公交車(chē)、手機(jī)刷卡付費(fèi)等生活方式將在園區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)。朝陽(yáng)區(qū)信息辦相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，作為國(guó)內(nèi)首個(gè)物聯(lián)網(wǎng)示范 園區(qū)，一期工程將在未來(lái)3年內(nèi)建成。據(jù)市場(chǎng)調(diào)查資料顯示，朝陽(yáng)區(qū)一座占地 4平方公里的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)示 范園已經(jīng)進(jìn)入規(guī)劃階段。這座物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)位于東五環(huán)外，朝陽(yáng)區(qū)已 初步為其選定建設(shè)用地，將采取“政企共建”的模式，將能夠嵌入物聯(lián) 網(wǎng)的所有高科技產(chǎn)品在園內(nèi)投入使用，初步劃分為商業(yè)區(qū)域、企業(yè)區(qū)域、 生活區(qū)域以及公共區(qū)域。朝陽(yáng)區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例使我們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的含義有了 一個(gè)基本的 認(rèn)識(shí)，“所謂物聯(lián)網(wǎng)，通俗地說(shuō)是將生活中的每個(gè)物件安裝芯片，再通 過(guò)無(wú)線系統(tǒng)綜合聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)一個(gè)終端就能控制包括家中和戶外所有 設(shè)備